3.14内核下GPIO使能（同时支持uboot阶段的配置）

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VIP免费原创最新推荐文章于 2026-07-13 11:21:52 发布 1.8k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

uboot gpio / 调用gpio_request_by_name_nodev来获取node节点中的"lgpio"属性，并转化为gpio_desc描述符，标志为输出。dm_gpio_get_value //获取gpio_desc描述的GPIO的值。dm_gpio_request //申请gpio_desc描述的GPIO。dm_gpio_is_valid //判断该gpio_desc是否可用。---------------操作gpio--------------- 阅读详情

整体简介

如何在uboot下实现GPIO配置，并在最终Linux启动完成之后的阶段生效
本文编写耗费1小时，阅读本文需要25分钟时间。

环境准备

Linux kernelversion ：3.14.43
board： TL-am4379-gp-evm
boot： origin-2017.4._tlv1.4

需求描述

由于为产品新增了充电检测功能，那么经过简单的整理，需要对以下几个GPIO引脚进行配置。
在uboot的启动过程中，我们会在充电的情况下启动boot并显示一张图片在LCD上。主要逻辑如下：

    if(power==in)
    {
        boot_start();
        GPIO_INIT();
        {
            set GPIO0_12 input
            set GPIO0_13 input
            set GPIO0_14 output
            set GPIO0_15 output
        }
        
            if(GPIO0_12==ON)
            {
                goto Init_completed.
                    set GPIO0_14 HIGH
                    show_img( Charging completion );
                    while(button==IN && timer > 3min)
                    {
                        boot_kernel;
                    }
            }
            
            if(GPIO0_13==ON)
            {
                goto Init_completed.
                    set GPIO0_15 HIGH
                    show_img( Charging );
                    while(button==IN && timer > 3min)
                    {
                        boot_kernel;
                    }
            }
    }

序号	原引脚	新引脚	备注	boot	kernel	app
1	无	GPIO0_12	CHG_END_STAT充电完成检测管脚	√	—	√
2	无	GPIO0_13	CHG_ING_STAT正在充电检测管脚	√	—	√
3	无	GPIO0_14	CHG_END_LED充电完成指示灯	√	—	√
4	无	GPIO0_15	CHG_ING_LED正在充电指示灯	√	—	√

结构分析

U-Boot的GPIO系统设计简洁而高效，它采用三层架构来实现功能：

顶层接口层：这一层面向用户提供了一套通用的接口定义，但并不涉及具体的实现细节。实现工作需要根据具体的芯片型号来定制开发。
中间接口实现层：在这一层，我们利用特定硬件板的GPIO特性来具体实现顶层定义的接口。
底层芯片GPIO实现层：这是最接近硬件的一层，直接负责实现与具体芯片GPIO相关的操作。

在实际工程应用中，我们通常需要直接操作硬件寄存器，并根据需要查找相应的寄存器地址。这样的设计既保证了系统的灵活性，又能满足不同硬件平台的需求。

uboot源码编译

1.1 安装 U-Boot 源代码
1.2 清理 U-Boot
  进入 U-Boot 的安装目录"media/tl437x/u-boot"。执行以下命令：
   cd /media/tl437x/u-boot/
   make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean

1.3 配置 U-Boot
执行以下命令进行 U-Boot 配置：
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- am43xx_evm_config

1.4 编译 U-Boot
执行以下命令进行 U-Boot 编译：
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4

1.5 烧写 U-Boot
由于uboot在nand上启动，那么需要我们启动filesystem之后，运行flashboot脚本
之后是拷贝MLO文件和uboot.img文件到烧写的缓存目录下，笔者这里将个人所使用的目录原样给出，在实践时应当注意改成自己的路径。

cp mlo /run/media/mmcblk0p1/
cp u-boot.img /run/media/mmcblk0p1/

接下来通过 dd指令 和 flash_eraseall指令 对MLO和uboot.img进行烧写

flash_eraseall /dev/mtd0
flash_eraseall /dev/mtd1
flash_eraseall /dev/mtd2
flash_eraseall /dev/mtd3
dd if=/run/media/mmcblk0p1/MLO of=/dev/mtdblock0
dd if=/run/media/mmcblk0p1/MLO of=/dev/mtdblock1
dd if=/run/media/mmcblk0p1/MLO of=/dev/mtdblock2
dd if=/run/media/mmcblk0p1/MLO of=/dev/mtdblock3

flash_eraseall /dev/mtd5
dd if=/run/media/mmcblk0p1/u-boot.img of=/dev/mtdblock5

uboot源码分析

uboot的第一阶段做了哪些工作
在U-Boot的第一阶段，初始化过程涵盖了多个关键步骤，为系统的后续启动奠定了基础。首先，构建异常向量表是确保系统能够正确响应中断和异常的基础。接着，将CPU设置为SVC模式，为操作系统的运行提供了必要的执行环境。此外，关闭看门狗计时器是为了防止在启动过程中不必要的系统重置。开发板供电置锁确保了电源的稳定供应，为系统的持续运行提供了保障。时钟初始化为系统提供了精确的时间基准，而DDR初始化则为内存管理提供了必要的硬件支持。

串口初始化并打印"OK"是验证系统基本功能正常运行的一个简单测试。随后，重定位操作确保了代码和数据在正确的内存地址中执行和存储。建立映射表并开启MMU（内存管理单元）为更复杂的内存管理和虚拟内存提供了支持。最终，通过跳转到第二阶段的入口点，即ldr pc, =main指令，完成了第一阶段的初始化工作，为系统引导的下一阶段做好了准备。在lowlevel_init.S中，除了上述步骤，还额外执行了检查复位状态、IO恢复、开发板供电锁存、tzpc初始化，并在完成这些步骤后分别打印了’O’和’K’，作为系统初始化进度的指示。这些步骤共同确保了系统在启动过程中的稳定性和可靠性。

对于Uboot中具体的改动需求，我们可以将IO的业务逻辑部分写在boot的第二阶段，对应的是board.c这个文件，这样的做法是比较符合规范，也更好移植。
其中，start_armboot() 函数的作用是：第二阶段主要初始化剩下的硬件，主要是外部硬件如iNand和网卡，以及uboot中CLI的支持等。

进一步地，我们的目标应该是start_armboot下的 device_init() 函数中，这里的设备指的就是板上的硬件设备。

在/u-boot/arch/arm/include/asm/arch-am33xx/gpio.h中，有

#define AM33XX_GPIO0_BASE       0x44E07000
#define AM33XX_GPIO1_BASE       0x4804C000
#define AM33XX_GPIO2_BASE       0x481AC000
#define AM33XX_GPIO3_BASE       0x481AE000
#define AM33XX_GPIO4_BASE	    0x48320000
#define AM33XX_GPIO5_BASE	    0x48322000

根据 AM437x_Technical Reference Manual.pdf （TL开发板的参考手册）
GPIO5 0x4832_2000 ~ 0x4832_2FFF size:4KB Description:GPIO5_Registers
在这里插入图片描述

A38h CTRL_CONF_GPIO5_8 Section 7.3.1.194
A3Ch CTRL_CONF_GPIO5_9 Section 7.3.1.195
A40h CTRL_CONF_GPIO5_10 Section 7.3.1.196
A44h CTRL_CONF_GPIO5_11 Section 7.3.1.197
A48h CTRL_CONF_GPIO5_12 Section 7.3.1.198
A4Ch CTRL_CONF_GPIO5_13 Section 7.3.1.199

在跳转宏AM33XX_GPIO5_BASE定义处的时候，我们找到了am437x平台的源码。
如下这段代码存放在src/board/ti/am43xx/board.c下
我们将参考这部分代码进行对GPIO的设置

static void enable_vtt_regulator(void)
{
   
   
	u32 temp;

	/* enable module */
	//#define writel(v,addr)			__readwrite_bug("writel")
	writel(GPIO_CTRL_ENABLEMODULE, AM33XX_GPIO5_BASE + OMAP_GPIO_CTRL);

	/* enable